用于开发并且测试混合能量存储器的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于开发，优化和/或测试混合能量存储器的系统。本发明还涉及用于开发，优化和/或测试混合能量存储器的方法。
【背景技术】
[0002]在机动车的情况下越来越多地使用混合能量存储器系统。“混合能量存储器”理解为具有优选不同特性的至少两个存储器的组合。混合能量存储器系统具有该优点，这可以更好地设计并且优化行驶操作中的不同功率要求。如此在混合能量存储器中例如具有更高能量密度或者存储容量的存储器中可以与具有更高功率密度的存储器组合。具有更高能量密度或者存储容量的存储器实现电驱动汽车的大有效距离；相反具有更高功率密度的存储器通常接受短时高能量流，短时高能量流例如在回收过程的情况下在制动时产生。
[0003]在这种混合能量存储器系统的开发的情况下存在该困难，通过选择对于行驶操作中的不同要求的适合的参数对其进行最优控制并且设计。
[0004]混合存储器的智能位于单独能量存储器之间的功率电子设备的控制中。通过控制装置决定，从哪个能量存储器提取由行驶操作接收的能量，并且在哪个能量存储器存储由行驶操作释放的能量。控制能量存储器之间的能量流的功率电子设备接着对应地由控制装置控制。功率电子设备的优选控制可以例如是，汽车的操作实现能量效率测试，和/或通过其寿命较小停止能量存储器的有效功率的损耗。
[0005]控制装置的布设通常根据使用的能量存储器和其布设以及根据汽车特定的行驶操作的要求，使得在许多汽车变化的情况下要求，对于不同变化分别确定控制混合能量存储器系统的功率电子设备的最优布设。更糟的是，能量存储器的特性通常随着操作状态动态变化。例如还取决于充电的数量和类型并且放电过程的具有其老化状态的能量存储器的有效功率变化，其又由行驶操作要求并且能量流的控制的布设影响。
[0006]现实中为开发混合能量存储器系统已知附加物，通过具有测试汽车的测试行驶研宄功率电子设备的控制和对能量存储器系统的影响。但是这种附加物非常高成本并且花时间一般测试不同布设。
【发明内容】
[0007]因此本发明的任务在于，提供改进的可能性，以便于避免用于开发并且测试混合能量存储器系统的常见的附加物的缺点。本发明的任务尤其为，提供用于开发，优化并且测试混合能量存储器系统的系统和方法，借助于它们可快速并且成本高效地确定混合能量存储器系统的尽可能优化的布设。
[0008]这个任务通过具有独立权利要求的特征的用于开发，优化和/或测试混合能量存储器的系统和方法来解决。本发明的有利实施形式和应用是从属权利要求的主题并且在下面的描述中部分参考附图详细描述。
[0009]根据本发明的一般观点系统设置有测试布置，其中行驶操作的能量消耗和/或行驶操作的能量产生以及混合能量存储器的行为分别提高模拟器如此模仿，使得其可以以功率电子设备并且以真正的电流测试。
[0010]测试布置对此包括行驶操作模拟器，其设计成，模拟机动车的行驶操作的能量消耗和/或能量产生。行驶操作模拟器可以例如用控制的功率电子设备模拟，接着还称为DC源/沉降，其对应于行驶操作模型如此控制，使得DC源/沉降对应于行驶操作的能量消耗接收能量流或者电流并且对应于行驶操作的能量产生释放能量流或者电流。备选地行驶操作模拟器还可以通过相对负载机器操作的“真正”行驶驱动形成，例如在试验台上。在此负载机器如此设计，使得其通常模仿行驶操作的负载并且还可以如此操作，可以表示能量产生的过程，例如回收过程。
[0011]测试布置还包括混合能量存储器的模拟器，其与行驶操作模拟器相连用于能量接收和/或能量释放。混合能量存储器的模拟器因此设计成，为满足行驶操作模拟器的能量消耗释放能量或者电流并且接收由行驶操作模拟器产生的能量或者电流。
[0012]混合能量存储器的模拟器在此包括第一能量存储模拟器和至少一个第二能量存储模拟器用于模仿具有至少两个能量存储器的混合能量存储器系统。此外设置功率电子单元，借助于功率电子单元能量可输送到第一和至少第二能量存储模拟器并且借助于功率电子单元能量从第一并且第二能量存储模拟器提取。
[0013]第一能量存储模拟器，至少一个第二能量存储模拟器和功率电子设备因此模仿混合能量存储器并且可以用真正的能量流或者电流操作并且测试。
[0014]本发明的尤其优点还在于，能量存储模拟器分别设计成，通过改变能量存储器参数模拟不同类别的能量存储器，即不同种类的能量存储器，并且不同操作状态的能量存储器。
[0015]对此能量存储器参数可以包括能量存储器的下列参数的至少一个:能量存储器的能量密度，功率密度，存储容量和/或充电状态(SoC)。通过改变这些参数可以模仿不同类别的能量存储器和/或不同操作状态，例如不同一类确定的能量存储器的老化状态。
[0016]此外设置控制设备，其设计成，如此控制功率电子单元，使得功率电子单元的控制设备规定，从哪个能量存储模拟器提供能量用于行驶操作模拟器和/或在哪个能量存储模拟器中存储行驶操作模拟器产生的能量。对此控制设备同样可设计成，例如通过改变控制参数或通常控制设备的布设执行不同控制方法。
[0017]系统还包括模拟装置，其设计成，模拟对于控制设备的不同设备和/或不同能量存储器参数的测试布置的操作。
[0018]因此本发明的特别的优点在于，通过使用能量存储模拟器混合能量存储器系统中不同能量存储器类别和/或能量存储器的不同操作状态的组合可以通过合适地参数化能量存储模拟器来模仿并且可以通过模拟通过使用真正的电流连同要优化的功率电子设备和控制设备进行测试。此外行驶操作模拟器可实现模仿行驶操作的不同负载要求，例如不同行驶阻力并且还有在控制测试环境中不同回收过程，以便于达到混合能量存储器的可比较的测试结果。此外可实现测试测试系统，用于控制功率电子设备的不同控制方法，其方式为在控制装置中改变不同测试操作的设计的控制方法。
[0019]根据优选实施例第一能量存储模拟器和/或至少一个第二能量存储模拟器包括可控DC源/沉降。可以塑造给定电压特性和电流的可编程电压电流源在现有技术中已知。根据本发明的实施形式DC源/沉降的控制借助于存放的能量存储器模型实现。能量存储器模型模型化确定能量存储器的特性和行为。控制装置根据能量存储器模型实时控制DC源/沉降。
[0020]换句话说在这种能量存储器模拟的情况下形成DC源/沉降的功率电子设备由实时控制装置如此控制，使得该功率电子设备在其DC-接线端在电流和电压上如确定的能量存储器一样表现。对此测量在功率电子设备的DC-接线端上的电流和必要的话另外的量并且由控制装置作为所属模拟的能量存储器的存放的能量存储器模型的输入量使用。根据存放的能量存储器模型和测量的电流值和必要的话另外的测量量然后模拟的能量存储器对测量的模拟的充电或放电过程的反应可以以可控DC源/沉降上的DC-接线端电压的额定值的形式预先给出。以这种方式可以模拟不同存储器类型，即存储器类别，以及确定的存储器的不同布设。模拟的能量存储器的参数因此可简单并且快速改变。
[0021]可控DC源/沉降和具有存放的能量存储器模型的DC源/沉降的控制装置可以集成在结构单元中。
[0022]在本发明的范围中还存在该可能性，能量存储模拟器的功能性分布式布置。根据这个扩展方案形式的另外的有利变型设置计算机，其中混合能